Spektroskopia fluorescencyjna w diagnostyce raka

IB_11-2008 [PL_4].qxd
2008-12-26
10:35
Page 319
Fluorescent spectroscopy in diagnosis of basal cell carcinoma
of skin and leukoplakia of oral cavity
Sebastian Kwiatek, Aleksandra Kawczyk-Krupka, Wojciech Latos, Ewa Synakiewicz,
Dorota Stołtny, Anna Kościarz-Grzesiok, Grzegorz Cieślar, Aleksander Sieroń
Oddział Kliniczny Chorób Wewnętrznych, Angiologii i Medycyny Fizykalnej, Katedry Chorób Wewnętrznych w Bytomiu
­ Ośrodek Diagnostyki Laserowej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach, ul. Batorego 15, 41-902 Bytom,
tel./fax: +48 (0) 32 7861630, e-mail: [email protected]
Streszczenie
W pracy podjęto próbę analizy widma fluorescencyjnego
potwierdzonych histopatologicznie zmian o charakterze raka podstawnokomórkowego skóry oraz leukoplakii jamy
ustnej, w celu ustalenia związku pomiędzy rozkładem widma natężenia fluorescencji emitowanej przez zmiany chorobowe a charakterem tych zmian. W badaniu dokonano
analizy widma fluorescencyjnego potwierdzonych histopatologicznie zmian o typie BCC u 20 pacjentów (12 kobiet
i 8 mężczyzn), o różnym stopniu zaawansowaniu zmian naciekowych oraz u 20 pacjentów (9 kobiet i 11 mężczyzn)
z leukoplakią jamy ustnej, o różnym stopniu zaawansowania histopatologicznego. U wszystkich chorych po miejscowej aplikacji fotouczulacza wykonano pomiar widma natężenia fluorescencji za pomocą kamery spektralnej oraz systemu Xillix Onco-LIFE, z określeniem wartości względnego współczynnika Numerical Color Value (NCV). W obu
grupach chorych z rakiem podstawnokomórkowym skóry
wykazano istotne różnice w rozkładzie widma fluorescencyjnego między tkankami zdrowymi a tkankami zmienionymi nowotworowo i stwierdzono znamiennie wyższe średnie wartości współczynnika NCV oraz maksymalnego natężenia fluorescencji w zakresie 630-640 nm zmian patologicznych w porównaniu ze skórą zdrową. Ponadto wartości
obu tych parametrów w grupie II u chorych ze zmianami
o większej powierzchni nacieku nowotworowego były znamiennie wyższe niż w grupie I z mniejszym nasileniem zaawansowania procesu nowotworowego. Podobnie we
wszystkich grupach chorych z leukoplakią jamy ustnej wykazano istotne różnice w rozkładzie widma fluorescencyjnego między tkankami zdrowymi a tkankami z cechami
transformacji nowotworowej. We wszystkich trzech grupach chorych z leukoplakią o różnych stopniu zaawansowania histopatologicznego zmian chorobowych stwierdzono znamiennie wyższe średnie wartości współczynnika
NCV oraz maksymalnego natężenia fluorescencji w zakresie 630-640 nm zmian patologicznych w porównaniu ze
zdrową błona śluzową. Ponadto wartości obu tych parametrów w grupie III u chorych ze zmianami o największym zaawansowaniu zmian histopatologicznych były znamiennie
wyższe niż w grupie II i grupie III z odpowiednio mniejszym nasileniem zaawansowania zmian histopatologicznych. Wyniki przestawionych badań wstępnych dowodzą,
że wykorzystanie kamery spektralnej w diagnostyce fluorescencyjnej daje możliwość obiektywnego potwierdzenia
zwiększonej retencji fotouczulacza w ogniskach skóry
i błony śluzowej jamy ustnej podejrzanych o transformację
nowotworową. Ponadto wskazują na możliwość oceny in
vivo stopnia zróżnicowania zmian chorobowych na podstawie przebiegu linii widma promieniowania emitowanego
z ognisk patologicznej fluorescencji w tkankach, co wymaga jeszcze dalszych badań.
Acta Bio-Optica et Informatica Medica 4/2008, vol. 14
Słowa kluczowe: diagnostyka fluorescencyjna, kamera spektralna, rak podstawnokomórkowy skóry, leukoplakia jamy
ustnej
Abstract
The analysis of fluorescence spectra of histopathologically
verified tissue lesions such as basal cell carcinoma of skin
and leukoplakia of oral cavity was carried out. In order to establish the correlation between fluorescence spectrum
of pathologic lesion and the character of this lesion. Basal
cell carcinoma in 20 patients with infiltrative lesions of various grade and in 20 patients with leukoplakia of oral cavity were examined. In all patients after local application
of photosensitizer, of fluorescence spectra were measured
by means of spectral camera and Xillix Onco-LIFE System
with subsequent determination of Numerical Colour Value
index (NCV). In both groups of patients with basal cell carcinoma of skin significant differences in fluorescence spectra between normal skin and neoplastic tissues were observed along with significantly increased values of NCV index,
as well as mean maximal values of fluorescence intensity in
wavelengths range 630-640 nm of pathologic lesions as compared to normal skin. Moreover, in the group II with larger
area of neoplastic infiltration, the values of both parameters
were significantly higher as compared to the group I with
less advanced neoplastic process. Similarly, in all groups
of patients with leukoplakia of oral cavity significant differences in fluorescence spectra between normal mucosa and
tissues with malignant transformation were noticed and significantly increased values of NCV index, as well as mean
maximal values of fluorescence intensity in wavelengths
range 630-640 nm of pathologic lesions as compared to normal mucosa were observed. Moreover, the values of both parameters in the group III in patients with advanced histopathologic lesions were significantly higher than in group II
and group I with respectively less advanced lesions. The results of this preliminary study proved that application
of spectral camera in fluorescent diagnosis enables objective verification of increased accumulation of photosensitizer
in tissue foci in skin and mucosa of oral cavity suspected for
malignant transformation. Moreover. these results indicate
the possibility of in vivo estimation of differentiation of pathologic lesions basing on the analysis of fluorescence spectra emitted by foci of pathologic fluorescence, however this
aspect requires further studies.
Keywords: fluorescent diagnosis, spectral camera, basal cell
carcinoma of skin, leukoplakia of oral cavity
319
medycyna fotodynamiczna / photodynamic medicine
Spektroskopia fluorescencyjna w diagnostyce
raka podstawnokomórkowego skóry oraz
leukoplakii jamy ustnej